กรรมพันธุ์เป็นกระบวนการที่พ่อแม่ถ่ายทอดลักษณะหรือลักษณะเฉพาะให้กับลูกหลานผ่านทางยีน ยีนเป็นหน่วยพื้นฐานของการถ่ายทอดทางพันธุกรรม และประกอบด้วยดีเอ็นเอ DNA มีคำแนะนำในการสร้างและบำรุงรักษาสิ่งมีชีวิต คำสั่งเหล่านี้จัดเป็นส่วนที่เรียกว่ายีน ซึ่งอยู่บนโครงสร้างที่เรียกว่าโครโมโซม
สิ่งมีชีวิตแต่ละชนิดมีจำนวนโครโมโซมที่กำหนดไว้ซึ่งพบได้ในนิวเคลียสของเซลล์ ตัวอย่างเช่น มนุษย์มีโครโมโซม 23 คู่ รวมเป็น 46 คู่ โดยชุดหนึ่งมี 23 โครโมโซมสืบทอดมาจากแม่ และอีกชุดหนึ่งมาจากพ่อ การรวมกันของโครโมโซมนี้จะกำหนดลักษณะทางพันธุกรรมของแต่ละบุคคล รวมถึงลักษณะทางกายภาพ และในบางกรณี แนวโน้มที่จะเกิดโรคบางชนิด
ยีนประกอบด้วยลำดับของเบส DNA: อะดีนีน (A), ไทมีน (T), ไซโตซีน (C) และกัวนีน (G) ลำดับของฐานเหล่านี้จะกำหนดข้อมูลที่มีอยู่สำหรับการสร้างและบำรุงรักษาสิ่งมีชีวิต คล้ายกับวิธีที่ตัวอักษรปรากฏตามลำดับที่แน่นอนเพื่อสร้างคำและประโยค
เกรเกอร์ เมนเดล พระภิกษุชาวออสเตรียในศตวรรษที่ 19 ได้ทำการทดลองกับต้นถั่วซึ่งวางรากฐานสำหรับความเข้าใจเรื่องพันธุกรรมของเรา การทดลองของเมนเดลนำไปสู่กฎสำคัญสองข้อ:
กฎเหล่านี้ช่วยอธิบายรูปแบบการสืบทอดของลักษณะที่ถูกควบคุมโดยยีนเดี่ยวที่มีอัลลีลสองตัว อัลลีลหนึ่งตัวสำหรับแต่ละยีนอาจมีความโดดเด่น ซึ่งหมายความว่าลักษณะของมันจะแทนที่อัลลีลด้อยของอีกยีนหนึ่ง
Punnett Squares เป็นเครื่องมือที่ใช้ในการทำนายผลลัพธ์ของการผสมข้ามพันธุ์ทางพันธุกรรม นักวิทยาศาสตร์และนักพันธุศาสตร์สามารถทำนายความน่าจะเป็นที่ลูกหลานจะสืบทอดลักษณะบางอย่างได้โดยการจับคู่ที่เป็นไปได้ของอัลลีลที่อาจเป็นผลมาจากการผสมข้ามสายพันธุ์
ตัวอย่างเช่น หากเรามีต้นถั่วชนิดหนึ่งที่มีเฮเทอโรไซกัสสำหรับสีของดอกไม้ (Rr โดยที่ R คืออัลลีลสำหรับดอกไม้สีแดง และ r คืออัลลีลสำหรับดอกไม้สีขาว) และเราผสมมันกับพืชเฮเทอโรไซกัสอีกชนิดหนึ่ง (Rr) จัตุรัส Punnett จะมีลักษณะดังนี้:
| ร | ร | |
| ร | ร.ร | ร |
| ร | ร | ร.ร |
ในกรณีนี้ มีโอกาส 75% (3 ใน 4) ที่ลูกหลานจะมีดอกสีแดง (RR หรือ Rr) และโอกาส 25% (1 ใน 4) ที่จะมีดอกสีขาว (rr)
แม้ว่ากฎของเมนเดลจะเป็นรากฐานสำหรับการทำความเข้าใจเกี่ยวกับพันธุกรรม แต่คุณลักษณะบางอย่างก็ไม่ได้เป็นไปตามรูปแบบการสืบทอดของเมนเดล ตัวอย่างบางส่วนของมรดกที่ไม่ใช่ Mendelian ได้แก่ :
แม้ว่ายีนมีบทบาทสำคัญในการกำหนดลักษณะของสิ่งมีชีวิต แต่สิ่งแวดล้อมก็สามารถมีอิทธิพลต่อการแสดงลักษณะเหล่านี้ได้เช่นกัน ตัวอย่างเช่น สีของดอกไฮเดรนเยียสามารถเปลี่ยนแปลงได้ขึ้นอยู่กับระดับ pH ของดินที่ปลูก ในทำนองเดียวกัน โภชนาการและการออกกำลังกายอาจส่งผลต่อลักษณะต่างๆ เช่น น้ำหนักตัวและมวลกล้ามเนื้อ
การถ่ายทอดทางพันธุกรรมเป็นกระบวนการที่ซับซ้อนซึ่งได้รับอิทธิพลจากยีน โครโมโซม และสิ่งแวดล้อม จากการศึกษาเรื่องพันธุกรรม นักวิทยาศาสตร์ได้รับความเข้าใจอย่างลึกซึ้งมากขึ้นว่าคุณลักษณะต่างๆ ได้รับการถ่ายทอดจากรุ่นสู่รุ่นอย่างไร โดยเป็นการเปิดประตูสู่ความก้าวหน้าทางพันธุศาสตร์ การแพทย์ และเทคโนโลยีชีวภาพ
